2018-2019学年四川省雅安中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年四川省雅安中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

绝密★启用前 四川省雅安中学2018-2019学年高二上学期期中考试物理试题 评卷人 得分 一、单选题 ‎1．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是(　　)‎ A． a、b、c的N极都向纸里转 B． b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转 C． b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转 D． b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场垂直于纸面向里，b处磁场垂直于纸面向外，故a、c处的小磁针的N极朝纸内转动，b处小磁针的N极朝纸外转动，故B正确，ACD错误；故选B．‎ ‎【点睛】正电荷的定向移动方向是电流的方向，负电荷的定向移动方向与电流方向相反；在磁场中，小磁针静止时N极所指的方向是磁场的方向；由安培定则判断出a、b、c、d各处磁场方向，然后确定小磁针的转动情况．‎ ‎2．如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。A、O、B在M、N的连线上，O为MN的中点，C、D位于MN的中垂线上，且A、B、C、D到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 A． O点处的磁感应强度为零 B． AB两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C． CD两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D． AC两点处磁感应强度的方向不同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.根据安培定则可知，M、N导线中的电流在O点产生的磁场方向均垂直MN连线，由O→D，故O处的磁感应强度不为零，故A错误；‎ B.由于M、N两导线中电流大小相等，根据对称性知BA＝BB，磁感应强度方向均垂直于M、N连线，方向相同，故B错误；‎ C.C、D关于O点对称，M、N两导线中的电流在C、D两点产生的磁感应强度的矢量和相等且方向均为C→D，故C正确；‎ D.A、B、C、D四点磁感应强度方向均相同，故D错误。‎ 故选：C ‎【点睛】‎ 当空间中有两个或两个以上的磁场时，在某一点的磁感应强度就是每个磁场单独存在时产生的磁感应强度的矢量和，应用平行四边形定则求解其大小和方向。‎ ‎3．如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速后垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h,两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为L.为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量h/U2),可采用的方法是(   ) ‎ A． 增大两板间的电势差U2 B． 尽可能使板长L短些 C． 使加速电压U1升高些 D． 尽可能使板间距离d小些 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 带电粒子加速时应满足：‎ 带电粒子偏转时，由类平抛规律，应满足：‎ 联立以上各式可得 故ABC错误，D正确。‎ 故选：D。‎ 点睛：本题的关键是根据动能定理和类平抛运动规律求出示波管灵敏度的表达式，然后讨论即可求解。‎ ‎4．在光滑水平面内有一沿x轴方向的静电场。其电势φ随坐标上变化的图线如图所示(φ0、-φ0、x1、x2、x3、x4均已知)。现有一质量为m、电荷量为q的带负电小球(不计重力)从O点以某未知初速度v0沿x轴正方向射出，则下列说法正确的是 A． 在0～x1间的电场强度沿x轴正方向、大小为 B． 若小球可以运动到x4处，在x1～x3间电场力做功为2qφ0‎ C． 只要v0>0，该带电小球就能运动到x4处 D． 只要，该带电小球就能运动到x4处 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、由公式，可得，知图象的斜率等于电场强度，则可知小球从O运动到 x1的过程中，场强沿x轴负方向，场强不变，大小为，A错误； B、根据负电荷在电势高处电势能小，则小球从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，小球的电势能不断增大．电场力做负功，即，B错误；‎ C、D、若小球能运动恰好运动到x1处，初速度v0最小，从到x1处，根据动能定理得：，得：，则根据运动的对称性可知，若该带电小球能运动到x4处，则初速度应满足．D正确；C错误；‎ 故选D。‎ ‎5．如图，在竖直平面内存在水平向右的匀强电场，有一带电小球自O处沿y轴方向，竖直向上抛出，它的初动能为4J，不计空气阻力。当小球上升到最高点P时，动能也为4J，则小球落回与O的同一水平面上的M点时，它的动能为（ ）‎ A． 4J B． 8J C． 16J D． 20J ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设水平方向上升阶段的水平位移为x上，下降阶段的水平位移为x下；根据运动的合成与分解，小球在水平方向做匀加速直线，在竖直方向做竖直上抛运动；且上升阶段所用时间与下落阶段所用的时间相同，即t上=t下；由初速度为零的匀加速直线运动，相同的时间内位移之比为1：3：5：7…；得x上：x下=1：3；小球到达最高点时，竖直方向的动能为零，水平方向获得的动能即为电场力在上升阶段对小球所做的功，则电场力对小球做的总功为W总=Eqx上+Eqx下=4×4J=16J；小球从O点到M点由动能定理得：EkM-Ek0=W总，Ek0=4J，代入数据得EkM=20J；故选D.‎ ‎【点睛】‎ 此题的关键点在于分析出小球上升阶段与下降阶段的时间关系以及水平位移之比，同时要能对全过程进行动能定理的分析。‎ 评卷人 得分 二、多选题 ‎6．如图是一个多用电表的简化电路图为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或下列说法正确的是　　‎ A． 当开关S分别接1或2时，测量的是电流，其中S接2时量程较小 B． 当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔 C． 当开关S分别接5或6时，测量的是电压，其中B是红表笔 D． 当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接6时量程较大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 多用电表的工作原理是闭合电路的欧姆定律。题图为一简易的多用电表原理示意图。其中1、2两档用来测电流，接1时分流电阻相对更小，故接1时电表的量程更大，第1档为大量程，那么S接2时量程较小，A正确；3、4两档用来测电阻，其中黑表笔连接表内电池的正极，故B为黑表笔；A与电源的负极相连，故A为红表笔，B错误；要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，即5、6两档用来测电压。因为6档共用一个表头，所以测电压时外部电源的正极应该接在A表笔上，故A为红表笔，C错误；要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时；测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，D正确；‎ ‎7．在某次实验中测得一只“6V、3.6W”的小灯泡的伏安特性曲线如图所示。另有一只定值电阻R =10Ω，一电动势E =6V的电源，其内阻不计。将此电源、定值电阻与小灯泡串联成一闭合回路，则此时（ ）‎ A． 该灯泡的阻值为10Ω B． 该灯泡的阻值为6Ω C． 该灯泡所消耗的功率为0.9W D． 该灯泡所消耗的功率为1.4W ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在I-U图象中作出等效电源（E=6V，r=R=6Ω）的伏安特性曲线，如图所示；‎ 由图可知，灯泡的工作电压为3 V，电流为0.48A； 则灯泡的的电阻： ；功率P=UI=3×0.48≈1.4W；故选BD.‎ ‎8．如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R1 =R3 = 2R0,R2 =r =R0,滑动变阻器R的最大阻值为6R0，所有电表均为理想电表。当滑动变阻器R的滑片从a滑向b时，以下判断正确的是（ ）‎ A． V1的示数变大，V2的示数变小，V3的示数变大，A的示数变小 B． 电压表示数大小变化关系为 C． 当R =6R0时，滑动变阻器消耗的功率最大 D． ，‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 当滑动变阻器R的滑片从a滑向b时，R的阻值变大，电路的总电流减小，则电流表A的读数减小，电压表V2的示数变小，路端电压变大，即V3的示数变大，根据U1=E-I(R2+r)可知，V1的示数变大，选项A正确；因U3=U1+U2，U1和U3变大，U2变小，可知|△U1|=|△U2|+|△U3|，选项B正确；将R1、R2和R3等效为电源的内阻，则等效电源内阻为，可知当R =r′=3R0时，滑动变阻器消耗的功率最大，选项C错误；因U1=E-I(R2+r)，则；因U3=E-Ir，则，则选项D正确；故选ABD.‎ ‎【点睛】‎ 本题是电路动态变化分析问题，要搞清电路的结构，抓住不变量：电源的电动势、内阻及定值电阻的阻值不变进行分析；会用等效电路分析滑动变阻器上功率的最大值．‎ 第II卷（非选择题）‎ 请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分 三、实验题 ‎9．用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有器材如下 ‎ ‎①待测电阻Rx：范围在5—8Ω，额定功率为1W；‎ ‎②电流表A1：量程0—0.6A（内阻0.2Ω）‎ ‎③电流表A2：量程0—3A（内阻0.05Ω）‎ ‎④电压表V1：量程0—3V（内阻3kΩ）‎ ‎⑤电压表V2：量程0—15V（内阻15KΩ）‎ ‎⑥滑动变阻器R：0—100Ω ‎⑦电源：电动势12V，内阻忽略不计 ‎⑧导线，开关 为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选________，电压表应选________，并在虚线框中画出电路图________。（仪表请填写数字序号，其他答案不给分）‎ ‎【答案】② ④ ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 待测电阻Rx：范围在5～8Ω，额定功率1W，则电阻额定电压约为U=≈2.24V～2.83V，因此可以选量程为3V，内阻3kΩ的电压表V1，故选④；电阻的额定电流为：0.35～0.45A，因此可以选量程为0.6A，内阻为0.2Ω的电流表A1‎ ‎；伏安法测电阻，电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻组成串联电路，电压表并联在待测电阻两端，实验电路图如图所示：‎ ‎10．某同学准备自己动手制作一个欧姆表，可以选择的器材如下：‎ ‎①电池E（电动势和内阻均未知）‎ ‎②表头G（刻度清晰，但刻度值不清晰，量程Ig未知，内阻未知）‎ ‎③电压表V（量程为1.5V，内阻Rv=1000Ω）‎ ‎④滑动变阻器R1（0~10Ω）‎ ‎⑤电阻箱R2（0~1000Ω）‎ ‎⑥开关一个，理想导线若干 ‎(1)为测量表头G的量程，该同学设计了如图甲所示电路。图中电源即电池E. 闭合开关，调节滑动变阻器R1滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω时，表头恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5V；将电阻箱阻值调到115Ω，微调滑动变阻器R1滑片位置，使电压表V示数仍为1.5V，发现此时表头G的指针指在如图乙所示位置，由以上数据可得表头G的内阻Rg=______Ω，表头G的量程Ig=_____mA．‎ ‎(2)该同学接着用上述器材测量该电池E的电动势和内阻，测量电路如图丙所示，电阻箱R2的阻值始终调节为1000Ω：图丁为测出多组数据后得到的图线（U为电压表V的示数，I为表头G的示数），则根据电路图及图线可以得到被测电池的电动势E=______V，内阻r=______.（结果均保留两位有效数字）‎ ‎(3)该同学用所提供器材中的电池E、表头G及滑动变阻器制作成了一个欧姆表，利用以上(1)、(2)问所测定的数据，可知表头正中央刻度为____。‎ ‎【答案】10 30 3.0 20 100 ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）当变阻箱的电阻为 时， ‎ 将电阻箱阻值调到 ，结合图中表的读数可知 ‎ 解得： ； ‎ ‎（2）电压表的内阻和电阻箱的电阻相等，所以路端电压为2U，根据闭合电路欧姆定律可知： 得： ‎ 结合图像可得： ； ‎ ‎（3）结合题意知： ‎ 故本题答案是：(1). 10; 30; (2). 3.0; 20; (3). 100; ‎ 评卷人 得分 四、解答题 ‎11．如图所示的电路中，两平行金属板A，B水平放置，接入如图所示电路中，两板间的距离d=50cm，电源电动势E=15V，内电阻r，电阻R1=4Ω，R2=10Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带电的小球放入板间恰能保持静止，若小球质量为m=2×10-2kg，电量q=1×10-2C，问：‎ ‎（1）小球带正电还是负电，电容器的电压为多大？‎ ‎（2）电源的内阻为多大？‎ ‎（3）电源的效率是多大？（取g=10m/s2）‎ ‎【答案】（1）负电；10V（2） （3）93.33%‎ ‎【解析】‎ 试题分析：小球放入板间后，受重力和电场力作用，由二力平衡判断电场力的方向，进而判断电荷的正负，根据受力平衡求解电容器电压；由欧姆定律求出通过电路的电流，再根据闭合电路欧姆定律求解内阻；根据求解电源效率。‎ ‎（1）小球放入板间后，受重力和电场力作用，由二力平衡，小球应带负电，且， ‎ 代入数据解得：‎ ‎（2）电路中的电流为： ‎ 根据闭合电路欧姆定律得： ‎ 代入数据解得： ‎ ‎（3）电源的效率：‎ 点睛：本题主要考查了电路问题，关键是分析清楚电路结构和运动情况后，根据平衡条件、欧姆定律联立列式求解。‎ ‎12．如图所示，在倾角为θ = 30°的斜面上，固定一宽度L = 0.25m的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑线变阻器，电源电动势E = 3.0V，内阻r = 1.0Ω。一质量m = 0.02kg的金属杆ab与两导轨垂直并接触良好，当滑线变阻器接入电路的阻值为R时，ab中电流大小I = 0.5A，此时杆恰好静止在导轨上。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与金属棒的电阻不计，取g = 10 m/s2。求：‎ ‎（1）R的大小；‎ ‎（2）磁感应强度B的大小；‎ ‎（3）若只改变磁场，使金属杆ab仍静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零。求此时磁感应强度的最小值和方向。‎ ‎【答案】（1） （2） （3） 方向：水平向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得：E=I（R+r） 解得：R=5Ω （2）金属杆静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡，‎ F安=mgsin 30° 代入数据得F安=0.1 N 又由：F安=BIL 得：B=0.8T （3）当安培力的方向向上时，金属杆对斜面的支持力才可能等于0，由左手定则可知，磁场的方向水平向左；设此时磁感应强度为B′，则：mg=B′IL 代入数据可得：B′=1.6T.‎ ‎【点睛】‎ 本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题，关键在于安培力的分析和计算，比较容易。在匀强磁场中，当通电导体与磁场垂直时，安培力大小F=BIL，方向由左手定则判断。‎ ‎13．如图所示，长为L的绝缘细线，一端悬于O点，另一端连接一质量为m的小球，在O点正下方钉一个钉子O’。现将细线向右水平拉直后从静止释放，细线碰到钉子后要使小球刚好绕钉子O’在竖直平面内做圆周运动。（重力加速度为g）‎ ‎（1）求小球刚到最低点时的速度；‎ ‎（2）求OO’的长度；‎ ‎（3）若小球带上负电，电量为q；在区域内加一水平向右，的匀强电场。再次将细线向右拉直后从静止释放，细线碰到钉子后小球刚好能绕钉子O’在竖直面内做圆周运动，求此时OO’的长度。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）小球由水平位置到最低点，由动能定理：mgL=mv2，解得 ‎ ‎（2）设小球刚好绕钉子O′在竖直平面内作圆周运动时轨道半径为r，则 在最高点有：mg =m 对于小球从开始运动到最高点的整个过程，由动能定理得： ‎ 解得：，‎ 则故OO′长度为  （3）由于重力场和电场力做功都与路径无关，因此可以把两个场叠加起来看成一个等效力场来处理．重力和电场力的合力大小为 ‎ 设此合力与水平方向的夹角为θ，则，得：θ=45° 在等效力场中，当合力F的方向通过点O′时，小球恰好通过绕O′点做圆周运动的“最高点”，设此点为Q，圆周的半径为R，则在Q点应满足： 即有：‎ 从开始到Q点的过程，由动能定理得： ‎ ‎ mg[（L-2R）+R（1-sin45°）]+qE（L-Rcos45°）=mvQ2‎ 又qE=mg；OO′=L-R 联立以上可解得： OO′=‎ ‎【点睛】‎ 本题要克服思维定势的影响，明确在重力场中应是重力方向上物体运动轨迹的最高点，恰好是几何意义上的最高点．而第2小题中，“最高点”则是重力与电场力的合力方向上摆球运动的轨迹的最高点，把握“最高点”的临界条件：细线的拉力为零，由重力和电场力的合力提供向心力是解答本题的关键．‎